弱光 LED 水草栽培实验(04):一个月成长纪录

“节能减碳爱地球”是一句在台湾随时喊得震天响的口号。
我曾经问自己一个很愚蠢的问题:
如果要票选最不爱地球的园艺种植或宠物饲养活动,
我将把票投给哪一项?
我应该会毫不犹豫的把手中的一票投给水草栽培!
水草栽培之所以不环保或不爱地球的原因有好几点:
1. 消耗大量的电力。
植物需要光合作用才能生长,
但放眼所有的园艺种植和宠物饲养活动,
惟有水草栽培需要至少 8-10 个小时的人工照明,
启动人工光源就是消耗电力,
这还没把水草缸冬天时必须保温的电力消耗算进去。 
2. 消耗大量的水资源。
植物成长需要水,
但没有任何的园艺种植和宠物饲养必须如水草缸一样,
动辄必须频繁且大量的换水,
而且从水草缸所移除的废水对于陆上的植物而言却是好用得很。
3. 使用化学肥料。
园艺种植有许多的肥料来源可以使用和选择,
但恐怕没人敢在水草缸内使用“天然”的有机肥料吧。
水草缸的水体施肥几乎都是采用化学肥料,
因此水草缸对于有机物质的循环再利用几无贡献。
4. 灌注大量的二氧化碳。
这点又更糟糕了,
除了水草栽培还有哪种园艺种植需要额外打那么多二氧化碳的?

底部的山土厚度最高也只有 2 cm,设缸后三天就发生底泥发黑的现象,这是多年来我从未遇过的现象。这有可能是因为鹿沼土的庞大表面积和所伴随的细菌培养有关吗?

所以不管从哪个角度来看,
我都无法否认种植水草是所有园艺栽培活动中最不环保或最不爱地球的一项。​
可是想令水草爱好者轻易地放弃种植和欣赏水草,
这件事谈何容易!
那么我们至少可以改善吧:
采用低科技水草种植法或天然水草缸,
那就不需换水、不必施肥也不用打二氧化碳,
栽培水草很不环保的恶名一口气就解决了三项。
至于人工光源的问题,
除非是种植在户外,
否则室内的水草缸没有人工光源就玩不下去了。
那么我们何不采取降低照明强度来减少电力的消耗呢?
我真的不知道水族界盛传的水草照明一公升一瓦(1 W/L)是怎么传出来的。
我在德国文献对水草照光强度的建议(上)德国文献对水草照光强度的建议(下)​两篇文章中,
谈到了德语文献对于水草照明强度的建议从来就没这么强过。
更令人难以费解的是,
一公升一瓦的照明强度是针对 T8 灯管所提出的,
然而随着时代的演进,
不论是灯罩反射效率的提升,
甚至是发光效率更高的 T5 或 LED 照明推出,
这个一公升一瓦的观念似乎在许多水草玩家心中有这根深蒂固的地位。
于是我们一方面继续为了水草栽培使用大量的电力,
另一方面又常常被照明过强所带来的后遗症所困扰著,
为了解决强光的问题不得不添加更多的二氧化碳和肥料,
许多水草玩家就这么陷入了不爱地球的恶性循环当中。

红蝴蝶是这次低光栽培实验的观察重点之一。在第一个星期时红蝴蝶发生了缩顶,原本以为是失败了,但将就摆着不去理会。不过经过了四个星期的对照比较,不论是大红叶、红蝴蝶和宽叶血心兰都有所成长。

​低科技水草缸对我而言是一条不归路,
倒也不是我特别重视环保或爱地球,
而是一方面我自认没有造景的天分,
所以从不追求快速成景甚至参加比赛;
另一方面是我热衷想找出最省钱的方式把水草种活,
我所指的种活并非椒草或榕叶之类的超低难度水草,
而是较高难度的红色有茎水草。
我们在 Diana Walstad 的水草心路历程(下):出书过程历尽艰辛一文中,
提到了 Diana Walstad 以小花盆内装有机培养土的方式将红蝴蝶栽培成功。
这意味着就连红蝴蝶(Rotala macranta)这么高难度的水草,
也能够以低科技无二氧化碳的方式栽培成功。
只不过 Diana Walstad 成功种植红蝴蝶的方式,
恐怕不是一般人所能够接受的。
在水族造景内放置小花盆实在是有碍观瞻,
破坏了整个水草造景的美感;
培养土(potting soil)虽然提供了更丰富的碳元素来源,
但伴随而来的水色变黑问题也不是大部分的人容忍的。
至少我自己就不想去尝试或复制这样的红蝴蝶种植成功经验。
如果想要在低有机质的环境中栽培红蝴蝶,
就势必要从两方面着手来弥补低碳环境的困扰。
最显而易见的就是降低照明强度。
调低光照就是降低光和作用的效率和对碳元素的需求。
红蝴蝶对于低光照可以忍受到何种程度,
这一点相信没几个人知道,
因为绝大部分的水草玩家提高照明来种植红蝴蝶都唯恐不及了。

大百叶和红羽毛在低光照的环境下也是绿色的。红羽毛刚植入时还有些许红色,但后续长出的新叶已经完全绿化。

​另一个可行的作法就是提高好养菌的培养数量,
大量的微生物消耗氧气的同时也会释出二氧化碳,
刚好提供水草成长所需的碳元素。
水草缸内能够培养大量微生物的位置主要有两处:
过滤器和底床。
我们在水草缸可以用活性碳吗?一文中谈到了滤材的单位表面积,
表面积越大则越有机会培养大量的细菌,
而活性炭具备极庞大的单位表面积,
可说是目前市面上便宜又好用的选择。
不过要把活性炭当作底材铺设在水族缸内?
这恐怕没几个人愿意去实验看看。
我这一次设缸的底床采用了鹿沼土,
诚如在弱光 LED 水草栽培实验(03):鹿沼土的设缸过程与化学特性文中表格中所显示的,
同样是粒径 1 mm 的材质,
鹿沼土的比表面积为硅砂的 866 倍以上,
也就是说能够培养微生物的面积可能增加了至少 866 倍以上!
这是个非同小可得倍数,
纵使鹿沼土只有 1/100 的表面积能够培养细菌,
而硅砂的表面就算能够完全让细菌附着,
那也是超过 8 倍的极惊人微生物数量了。
就冲着我自己 DIY 的 IKEA OMLOPP LED 灯具是属于低功率的照明,
再加上偶然能够使用鹿沼土当作水族缸底材,
我对于以低科技缸种植红蝴蝶燃起了一丝希望。
不论是以低光照或鹿沼土栽培红蝴蝶, 
至少不曾有人提出过相关的经验报告吧。

以一支水面灯条和一支背景岩板距离水面 25 cm 的灯条为一组,平时两组灯以交替点亮的方式提供水草最低的照明共计 12 个小时,之间有断续四个小时的时间是四支灯条全部同时点亮以提供水草较亮的照明。

我的这个低光照鹿沼土实验缸在今年(2016 年)5 月 8 日(母亲节)当日总算把水草大致种植完毕。
我在设缸完成后的翌日进行了水质检验,
原本想要检验总硬度(GH)和碳酸硬度(KH)这两项的,
不料总硬度测试剂因过期失效无法检验水质,
还好碳酸硬度未过期还能正常使用。
其实如果要我针对水草栽培选出唯一的一项水质检验,
我会毫不犹豫的把手中的一票投给碳酸硬度(或碱度)!
在市售的诸多水质检验项目之中,
水草大抵上有相当大的适应或忍受范围。
不过有些高难度水草对于碳酸硬度的容忍范围相当窄小,
大部分的水草宁可碳酸硬度过低而非偏高。
认识水质的硬度一文中也曾提到过:
GH 可说是个好东西,
因为水草同时需要钙和镁才能存活,
除非水质的 GH 高到了极点,
否则是不需要担心的;
水草并不需要碱度来成长,
所以我们能够将水族缸的碱度保持在零。
此外透过碳酸硬度的检验,
我们也能够得知某种底材对于水质酸化的贡献程度。
无论如何,
我家里的自来水在注入水族缸当时的碳酸硬度为 3.25 dKH,
我的鹿沼土水族缸在加满水后的隔日测得的碳酸硬度为 1.75 dKH,
隔一日也得到了相同的 1.75 dKH,
也就是说鹿沼土很快地就把水质调整至一个稳定地低碳酸硬度环境。
​​
背景的南美拖鞋兰只长侧芽而不开花,很可能是光照不足所致。由于我独爱南美拖鞋兰,因此又追加种植了两个品种计四株,由于兰花叶片严重遮光,就算岩板上方同时点亮两支灯条,能照射至水中的余光也已经大幅减少。

鹿沼土还有另一项令我觉得很讶异的表现,
就是山土出现了发黑区块!
我使用山土当作底泥种植水草已经将近十年了,
这么久以来从来就没发生过山土如此快速发黑的现象,
而且是在设缸后的三天就发现了。
更诡异的是我这次也只铺设了约 2 cm 不到的厚度,
我在再战天然水草缸!的那一次设缸中,
大胆的舖设了 5 cm 的山土加 1 cm 的美国硅砂,
也都没那么快产生底泥发黑的现象。
水草尚未长出根系提供底床相当地氧气,
是个无庸置疑的因素。
但另一个可能的原因,
应该是鹿沼土极庞大的表面积。
我的底砂选择向来都是硅砂,
但同样是粒径 1 mm 的鹿沼土和硅砂,
比表面积相差超过了 866 倍。
在此也要强调的是,
不论是鹿沼土或硅砂的粒径都是 1~2.5 mm,
所以这个倍数差距势必要有所修正。
无论如何,
鹿沼土表面能够培养更多的微生物是个不争的事实,
表层好氧菌大量消耗氧气的结果,
不需太深入底层就发生了严重缺氧。
这个现象也只能期盼水草尽快长出根系,
并对深层的底材挹注更多的氧气。

宽叶血心兰和小血心兰可说是这个水族缸内比较红的水草了,而且在低光照环境下没发生缩顶或生长停滞的情形。日本箦藻和虎耳等原本就是绿色的水草也在低光照环境下生长缓慢。

我的水族缸除了水草以外也在背景岩板种植了南美拖鞋兰(Phragmipedium),
种植兰花的目的并非纯观赏茎叶而是要欣赏花朵,
我的南美拖鞋兰经过了两年多的种植只发侧芽而无花梗,
在经过搜寻相关讯息后发现原来光照不足是最可能的原因。
也就是说为了追求南美拖鞋兰的开花,
我必须点亮背景岩板上的第二支灯条。
如果四支灯条全点亮肯定能将兰花和水草都栽培成功,
但这又违背了我想理解水草能在何种低光环境成长的初衷。
在经过了一两个星期的观察和调整之后,
我发目前将照明分成两组各自点亮八个小时,
以一支背景岩板灯条加上一支水面灯条搭配为一组,
每日两组总共点亮水族缸和背景岩板 12 个小时,
期间有四个小时的重叠时间也就是四支灯条全亮。
就水草的照明而言,
一支背景岩板灯条加上一支水面灯条其实是比我原本计画更低的光照强度,
因为我后来在背景岩板补种植了两个品种共四株南美拖鞋兰,
这对于源自背景岩板的遮光范围只会更大或更严重。
水草如果能在这样的环境下生长意味着两种可能情况:
或许水草存活所需的照明原本就我们比所想像的低很多;
​另一种可能性是水草只需要断断续续的四个小时四支灯条全亮就够活下去了,
而其他的八个小时照明都只是给人欣赏但无法激发水草进行有效的光合作用。
不论是哪一种可能情形使水草存活下来的,
对我而言都是很有趣的观察,
不过水草在这样的低光环境下似乎处于濒临生长的临界点,
因为所有的水草生长的速度都非常的缓慢。

大百叶和红蝴蝶是两种历史最为悠久的高难度红色水草,都能在低光照的环境下顺利存活并缓慢生长,完全没有茎节拉长的追光现象,也没有脱裤子的下部落叶情形。红蝴蝶后方的红雨伞也变成了绿雨伞了。

经过了四个星期的耐心等待,
总算有个初步的成果呈现。
若非经由照片的比对,
几乎很难看得出水草有所成长,
我甚至误以为过去这四个星期来水草都只是没死维持在静止状态。
况且这次的重新设缸时间很不恰当,
今年(2016 年)五月北台湾的天气极为炎热,
设缸至今的水温最低都还超过 27 ˚C 甚至 29 ˚C 已是常态。
由于我在高温水草栽培实验高温水草栽培:四个半月实验总结两文中的经验,
并不把这样的高水温紧张兮兮的当成一回事,
毕竟水草在高温不易种活的原因并非热死而是严重缺碳或缺肥,
因此我每日添加两倍剂量的戊二醛来补足碳元素或排除缺碳的这项变因,
营养则是透过底床下的山土来供应而不再添加任何的液肥。
过去一个月来的观察重点几乎都放在红蝴蝶(Rotala macrandra)和大百叶(Pogostemon stellatus),
这两种水草可说是历史悠久的典型高难度红色水草,
如果连这两种高难度红色水草都能在如此低光量的环境下存活,
实验成果将更具有直接的说服力或更容易被人理解。
买回来时弱小(贪小便宜)的五株红蝴蝶在种植的第一个星期发生了缩顶或停滞生长,
对此我一度感到有些沮丧并认为红蝴蝶可能无法在如此低光量的环境下存活,
原本并不看好红蝴蝶的后续发展但又将就摆着心想顶多是放弃而已,
想不到第二个星期开始所有的五株红蝴蝶都长出了新的侧芽,
而且红蝴蝶日益稳定的生长至今不再发生缩顶,
低光照种活红蝴蝶基本上已经获得初步的成功。
但我想要观察的水草栽培实验并不止于此,
于是下一阶段的调整和纪录已经就此展开了。

初设缸完成与一个月后的对照比较。若非经过照片比对,平日几乎感受不到水草的生长,误以为水草处于极度低光环境的成长停滞状态。经由照片的纪录让我对这次的弱光 LED 水草栽培实验更具信心了。

​​待续...

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